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编程问答

网桥(bridge) 和 交换机(switch) 之异同

發布時間:2023/12/15 编程问答 63 豆豆
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 网桥(bridge) 和 交换机(switch) 之异同 小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
先轉兩個網上的文章:~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~網橋?


PATTON以太微型網橋


  網橋(Bridge)也稱為橋接器,是連接兩個局域網的存儲轉發設備,用它可以使完全具有相同或相似體系結構網絡系統的連接,這樣不但能擴展網絡的距離或范圍,而且可提高網絡的性能、可靠性和安全性。網橋工作在數據鏈路層,將兩個LAN連起來,根據MAC地址來轉發幀,可以看作一個“低層的路由器”(路由器工作在網絡層,根據網絡地址如IP地址進行轉發)。

  交換機


華為s1050T

  交換機是主導網絡系統的集線設備,大部分交換機是在OSI參考模型的數據鏈路層(第二層)操作。

  如果把集線器看成一條內置的以太網總線,交換機就可以看做由多條總線構成交換矩陣的互聯系統。每一個交換機端口對應著一條高出一個數量級的背板帶寬總線(Core Bus),背板總線與一個交換引擎(Switch Engining)相連接。不同端口間的數據包經背板總線進入交換引擎,通過存儲轉發、直通轉發和準直通轉發模式進行交換。

  網橋與交換機的發展與演變?

  20世紀80年代中期,第一個局域網LAN網橋進入市場。網橋初期主要用于局域網LAN分段、傳輸距離延伸和增加應用設備,并使局域網突破共享網絡帶寬的限制。為了能夠使局域網LAN滿足當時的應用需求,需要擴展局域網系統。同時,為了使網絡系統運行更可靠,把一個局域網系統劃分為若干個獨立的物理網段。實現物理網段之間的連接和擴展局域網系統的需求導致了網橋的發展。可以說,在當時,網橋獲得了成功的運用。?

  隨著微電子ASIC、處理器和存儲技術的飛速發展,網橋的芯片技術越來越先進,網橋技術與產品得到了不斷發展與升級。網絡系統設計要求高性能網橋具有多個端口的應用需求提到議事日程。需求與微電子技術的同步發展,進入20世紀90年代以后,8、12、16、24的多端口的網橋的設計與制造成為可能。

  值得注意的是,網橋與交換機的區別在與市場,而不在與技術。交換機對網絡進行分段的方式與網橋相同,交換機就是一個多端口的網橋。確切地說,高端口密度的網橋就稱為局域網交換機。?

  交換機與網橋的真正區別主要在與現代的交換機與舊式網橋的區別上。?

  交換機與網橋的區別?

  局域網交換機的基本功能與網橋一樣,具有幀轉發、幀過濾和生成樹算法功能。但是,交換機與網橋相比還是存在以下不同:?

  1、交換機工作時,實際上允許許多組端口間的通道同時工作。所以,交換機的功能體現出不僅僅是一個網橋的功能,而是多個網橋功能的集合。即網橋一般分有兩個端口,而交換機具有高密度的端口。?

  2、分段能力的區別?

  由于交換機能夠支持多個端口,因此可以把網絡系統劃分成為更多的物理網段,這樣使得整個網絡系統具有更高的帶寬。而網橋僅僅支持兩個端口,所以,網橋劃分的物理網段是相當有限的。?

  3、傳輸速率的區別?

  交換機與網橋數據信息的傳輸速率相比,交換機要快于網橋。?

  4、數據幀轉發方式的區別?

  網橋在發送數據幀前,通常要接收到完整的數據幀并執行幀檢測序列FCS后,才開始轉發該數據幀。交換機具有存儲轉發和直接轉發兩種幀轉發方式。直接轉發方式在發送數據以前,不需要在接收完整個數據幀和經過32bit循環冗余校驗碼CRC的計算檢查后的等待時間。

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??網橋和交換機都是數據通信設備,都是在OSI參考模型的第二層工作,所以一般被人們統稱為數據鏈路層設備,最早是在20世紀80年代開始使用,當時主要被用來連接同類型的網絡,在網絡之間實現數據的轉發。隨著網絡技術的不斷發展,今天的網橋已經能夠連接不同類型的網絡,智能性也得到了提高。
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  作為網絡互連設備的網橋可以劃分為幾種不同的類型。其中透明網橋主要用于以太網環境,源路由網橋主要用于令牌環網絡,而轉換網橋則可以在不同的網絡介質類型(通常為以太網和令牌環)之間進行數據格式和傳輸協議的轉換。

  今天,交換機已經取代了傳統的網橋,成為最主要的網絡互連技術。相對于網橋,交換機的數據吞吐性能更好,端口集成度更高,每端口成本更低,使用更加靈活和方便。

  鏈路層設備簡介

  網橋和交換機的功能都是在數據鏈路層實現。數據鏈路層的作用主要是控制數據流量,處理傳輸錯誤,提供物理地址(沒有邏輯地址),以及管理對物理介質的訪問。通過使用不同的鏈路層協議,網橋可以實現上述所有的功能。目前較為流行的鏈路層協議包括:以太網,令牌環以及FDDI等。

  網橋和交換機的功能實現原理并不復雜,主要是通過分析流入的數據幀,根據幀中包含的信息做出轉發決策,然后再把數據幀轉發到目的地。網橋對數據幀的轉發分為兩種形式,如果使用的是源路徑網橋技術,那么每一個數據幀中都已經包含了到達目的地的完整路徑;如果使用的是透明網橋技術,那么每一次數據幀都會被轉發到下一個節點并最終到達目的地。

  對上層協議的透明性是網橋和交換機的一個非常重要的優勢。因為兩種設備都是在鏈路層工作,所以不需要檢查上層協議的信息。這樣就可以加快使用任何網絡層協議的數據流量的轉發速度。一般來說,網橋可以支持以下幾種網絡層協議:AppleTalk, DECnet,TCP/IP以及XNS等。

  網橋可以根據任何在第二層建立起來的域對數據幀進行過濾。例如,我們可以設置網橋拒絕轉發來自某個特定網絡的所有數據幀。因為在數據幀包含的數據鏈路層信息里經常會標出所使用的上層協議的類型,所以我們也可以以此作為參數設置過濾機制。此外,對數據幀的有效過濾可以大大降低網絡中由于廣播或多點發送而帶來的不必要的數據流量。

  使用網橋和交換機可以把一? 型的網絡劃分成幾個小的子網,進而提供其它一些功能。因為劃分子網之后只有一小部分的流量需要再進行轉發,所以不管是網橋還是交換機都可以降低流經所有連接網段上的設備的數據流量。網橋或者是交換機還可以起到防火墻的作用,減少可能發生的網絡錯誤。最后,網橋和交換機可以擴展局域網的有效連接范圍,允許接入更多的遠距離設備。

  從以上介紹中我們可以看出網橋和交換機具有很多相同點,不過這兩種技術之間還是存在一些顯著區別的。在速度方面,交換機要明顯快于網橋,這是因為交換機主要是使用硬件進行交換,而網橋則需要借助軟件來實現交換。此外,交換機可以連接不同帶寬的網絡。例如,一個10 Mbps速度的以太局域網和一個100Mbps的以太局域網之間可以通過一臺交換機實現互連。在交換技術方面,交換機支持開通式交換(cut-through),可以降低網絡延遲;而網橋則只能夠使用存儲轉發技術(store-and-forward)。最后,因為交換機可以為每一個網段提供專用帶寬,所以可以減少網段上的碰撞率。


再來自己總結一下異同:

相同點:

  • 都是工作在OSI參考模型的第二層--Data Link layer,即都是二層交換設備,基于MAC地址來交換(根據MAC地址來轉發幀)。(注:路由器(Router)是工作在第三層(Network layer),基于IP地址來轉發幀。)
  • 由于其工作在第二層,并不處理第三層(Network layer)的IP地址,其作用相當于 把兩個或多個LAN連接起來形成一個大的LAN,換個角度講也可以說,其 把一個大的局域網分割成了幾個小的子網。
  • 不知道高層(IP, IPX, …)
  • 每個端口對應一個子LAN,
  • 轉發,基于MAC地址確定轉發與否,
  • 過濾,由于數據鏈路層本身就具有?控制數據流量,處理傳輸錯誤?的作用,所以bridge和switch 都具有有幀過濾機制,也就具有了一定的減少流量 和?防火墻?的作用。
  • 自學(開機即運轉!)建立MAC轉發表。監視所有端口的通信量,并記錄每個端口的源MAC地址;如果目的MAC地址未知,幀將轉發到所有的端口;如果目的MAC地址由于自學已得知,幀將轉發到指定端口。都支持STP(Spanning Tree Protocol)生成樹協議 和 BPDU(Bridge Protocol Data Units)橋協議數據單元,來建立MAC轉發表的自學習。

  • 相異點:
    ??? ? ? ? ? ? ? ? ?網橋bridge ? ? ? ? ? ? ?交換機switch
    交換的形式 ? ? ? ? 軟件 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?硬件(使用ASIC) (注1)
    數據幀轉發方式 ? ? 存儲轉發 ? ? ? ? ? ? ? ?存儲轉發、直接轉發 (注2)
    端口數量 ? ? ? ? ? 較少2~16 ? ? ? ? ? ? ? ?端口密集度較大,很可能幾百個
    雙工模式 ? ? ? ? ? 半雙工 ? ? ? ? ? ? ? ? ?半雙工和全雙工
    廣播域 ? ? ? ? ? ? 1個 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 每VLAN 1個

    注1:在速度方面,交換機要明顯快于網橋,這是因為交換機主要是使用硬件進行交換,而網橋則需要借助軟件來實現交換。
    注2:網橋在發送數據幀前,通常要接收到完整的數據幀并執行幀檢測序列FCS后,才開始轉發該數據幀。交換機具有存儲轉發和直接轉發兩種幀轉發方式。直接轉發方式在發送數據以前,不需要在接收完整個數據幀和經過32bit循環冗余校驗碼CRC的計算檢查后的等待時間。
    總結:實際上 網橋可以說是舊事物,而交換機是新硬件技術下(ASIC)下的產物,交換機相當于網橋,是網橋的升級版。

    總結

    以上是生活随笔為你收集整理的网桥(bridge) 和 交换机(switch) 之异同的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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